JPS60138280A - クロスフロ−水車 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明（Ｊ、小水力発電に用いて好適なりロスフロー
水中の改良に関する。

クロフノ［１−水中は、変流吊持１）１に１曇れ、また
安価であることから、小水力発電に適している。

第１図、第２図は、従来のクロスフロー水車の要部の構
成を示すものである。これらの図において、１（，１ケ
ーシングであり、このケーシング１には、回転軸（ラン
ナ輔＞２ａに貫かれた円筒状のランナ２が回転自在に支
持されている。このランナ２は、＠２図に示づ°ように
、外周部に多数のブレード２１）・・・を右し、これら
のブレード２ｂ・・・が端板２Ｇ　、　２ＣＪ５Ｊ：び
補強板２〔１に溶接された構造となっている。また、ラ
ンナ２と流入口１ａとの間には、断面流線形のガイドベ
ーン３が設（〕られ、流入路１　ｂの断面積を加減して
、ランナ２に供給される流量を調節Ｊるようになってい
る。すなわち、ガイドベーン３が、その回動軸３ａを軸
に特訓方向に回動じ、その上端部がランナ２の外周部に
接近するにつれ、流入路１ｂの断面積が増加してランナ
２に供給される流量が増加゛りる一方、ガイドベーン３
が反時計方向に回動すると、前記断面積が減少して行き
、第１図に一点鎖線で示す位置にくると、流入路１ｂが
全閉されるようになつている。こ’＞　ｌノて、ガイド
ベーン３によって調節された水流（、■、ランプ２のブ
レード２１）に衝突してこれを回転駆動した後、流出口
１Ｇから外部へ刊出さ４″ｌる。イＩ−お、第１図、符
号１（１は案内板であり、流入路１１１の一部を形成し
、水流をランナ２のり（固に５９くしので゛ある。

このｊ：うな構成において、ガイドベーン３０聞度が流
部に応じて増減され、広範囲の流量変化に対ｌ〕で効率
の高い運転が可能どなっている。

どこ乙で、子連した従来のクロスフロー水車においては
、１氏流量時に万イトベーン３の間庶が狭められたどき
に、運転効率が急激（ご低下するという欠点があった。

これは、 （１）水流がガイドベーン３の所で急激に狭められ、こ
れを通過した時点で再び急激に広がるため、この箇所で
の］−ネルギ損失が大ぎい、（２）前記水流は、ガイド
ベーン３通過性に乱れ、ランーＪ−ブ１ノー１〜２１〕
に対りる最適流入角から大幅にずれてしｊ、う、 （３）ラン−１−２に流入する水量が減少するにもかか
わら４゛、ランプ２が水を受（ｊる範囲（第１図に示４
ラン−ｊ−２の中心角αに対応）か一定のため、ランＪ
ノ”１ノード２１）に衝突りる流入法１αが１氏下し、
ぞのコネル１゛効率が上がる。

（４）ガイドベーン３に流水が衝突し、エネルギ１員失
を牛しろ、。

イｔどの理１１’ｌ　ｌ；二よる。

このに−１な欠点を除去りるには、以下に詳述するよう
に、ガイドベーン３に代えて、ランナ２の軸心を回動中
心どし、このランナ２の外周に沿って移動する弁を設し
Ｊ、この弁にＪ：って流入路１１）の断面積を増減する
ようにすればよいが、この場合に、弁を通過した水流が
多少乱れてしまうという間シ１ｎがあつｌ、二。

この発明は、に記の事情（１−鑑み、低出力時に８３（
−」る運転効率の向上を図ったクロスフ１］−水車を提
イ１しＪる一ｔ）のて゛、ランナの軸心を回動中心どし
てこのランナの外周に１１１つて移動し、ランナの回転
１Ｊ向ど逆の方向へ移動したときに流入路の断面（＾を
減少ざｌ−る弁ど、この弁とランナ外周どの間に位置づ
るよ゛）（５−前記弁に固定され、前記弁を通過した水
流の白さを規制するガイドベーンを具備することを特徴
と４る。

以下、図面に基づいて本発明の詳細な説明する。

第３図は、この発明の１実施例の構成を示す横断面図て
゛あり、第１図の各部に対応する部分には同一の符号を
ト」シ、その説明を省略する。

図にｉ１５いて、１０はケーシングであり、このケーシ
ング１０の内部には、ランプ２が、ランナ軸２ａによっ
て回転自在に取り付けられている。この１易合、ランナ
２は流入口１ａの側方で、流出口１Ｃの上方の位置に配
置され、その軸２ａが水平に４「るＪ：うに取り付けら
れている。また、ケーシング１０の上壁１０ａは、ラン
ナ２の外周ど同心の円弧状をなし、これらの間の空間に
は、ランナ２と軸心を共通に１）、上壁１０ａの内周面
にほぼ接しながら回動する舌体状の弁１１が設けられて
いる。この弁１１は、上壁１０ａと同心の円弧状の外周
部１１ａと、（二の外周部１１ａの後端部か５− らランプ２の外周近傍に延びる背面１１１）と、前記外
周部１１ａの前端部に形成された流線形状の先端部１１
０と、この先端部１１０の下部から前２背面１１１１の
下端部へ延びる円弧状の内周部１１ｄどからなり、内周
部１１（１どランナ２の外周との間に間隙幅が略一定の
案内路１０ｈが形成されている。そ１）で、流入口１ａ
から入ってきた水流は、流入路１１〕の断面積を規定す
る弁１１の先端部１１ｃによって規制されながら案内路
１０ｂへ流ね込み、ランナ２のブレード２ｂに衝突して
これを回転駆動し、流出路１０Ｇに排出される。

ここで、弁１１は外部に設（プられた駆動装置（図示略
）（１−よ・）で回動され、流入路１ｂの断面積を調整
する。すなわち、弁１１が時計方向に回動さねると弁１
１が聞き、前記断面積が広がり、逆に弁１′１が反時計
方向に回動されると弁１１が閉じ、前記断面積が狭まる
（第３図一点鎖線は半開の状態を示１）でいる）。

次に、１−閉業内路１０１）には、両端部が弁１１の両
側部に固定された４枚のガイドベーン１２ａ６− へ−１２＋、Ｉが設（−１られている。これらのガイド
ベーン１２ａ〜１２＋１は、案内路１０１）に入つ−で
きた水流のノ１ノ向を規制し、Ｆ９１定の流入角でラン
ナブレード２１１に衝突−１−るＪ、・）に案内りるε
〕のである。

４−１、−１ｌ　（１ＦＩ　ｋｌ流入路１１）および案
内路１０ｂの一部を構成ηる案内板で・あり、水流をラ
ンナ２の外周に導くｂのである。イｒお、１０ｅは水流
が案内路１０１）の後りに漏ねるのを防ぐ板体、１１ｅ
は流入路１１１から流水が弁１１の後方へ流れ込むのを
１ソ」ぐための突起部である。

このような構成において、流部が減ったときには、弁１
１を反時ｔ１方向（すなわちランプ２の回転方向と逆の
方向）に回動して流入路１ｂの断面積を狭め、水流を絞
って案内路１０１）へ導（一方、流ｕ１が増加し１．：
ときには、その）ｔｆ！の動作をなす。

〈二の１月合、／］イドベーン１２ａ〜１２（１もラン
ナ２の外周に沿・）で弁１１ど一体に回動して、案内路
１　（ｉ　ｂに流れ込んだ水流の方向を規制し、ブレー
ド＝２１１への流入角がランナ２の円周方向に沿ってほ
ぼ一定とイする様に１］ント］］−ルする。、イＴお、
前方のガイドベーン（例えば１２ａＨ，Ｌ、−に記回動
につれて案内板１０（１どランナ２の外周との間に入り
込んでいく（第３図に一点鎖線で示ずガイドベーン１２
ａ参照）。

そ１．・で、−１−記の水流制御動作において、流入路
１１１の断面積が狭められｌご場合、この箇所で狭めら
ねた水流（：未、その後回がることがなく、案内路１０
１）を通ってランナ２のブレード２ｂ・・・に衝突１−
る。従っτ、水流が−たん狭められた後再び広がってエ
ネルギを失うというような従来の欠点は解消りることが
できる。また、水流は弁１１およびこれと一体に回動す
るガイドベーン１２ａ〜１２ｄｌｌ、−）で規制されつ
つランナブレード２ｂへ導かれるので、各ランナブレー
ド２ｂへの流入角が良りｊ′な舶（：′保たれる。さら
に、弁１１に流水が衝突することによって生じるエネル
ギ損失は、従来のがｒドベーン３によって生じろ、エネ
ルギ損失よりも少イｆくなる。

次に、第４図は本発明の第２実施例の構成を示す横断面
図であり、第３図の各部に対応１６部分に（Ｊ、同一の
符号を（ｔ　ｔ、である。本実施例が第１実施例と巽ｌ
ｒるＮ１は以下のとおりである。

（１）ランナ２の外周ど弁１１との間に設けられたガイ
ドベーン１３は一部だけであり、このガイドベーン１３
は弁１１と一体に回動し、弁１１が全開どなったどき案
内板１４の上部（案内路１０１）側）にぴったりど当接
する（第４図一点鎖線）。

（２＞　Ｌ配室内板１４の上端部は、ランナ２の外周（
、ミはぼ接１１−る位置まで延びて案内路１０＋１を形
成している。

（３）弁１１の内周部１１（ｊの後端部がランナ２の外
周にほぼ接するようになっている。これによって、案内
路１０ｈの流水が、後方に流れ込むのを防止している。

この第２実施例によれば、第１実施例ど同様の効果を秦
することができる。

以１−説明したようにこの発明は、ランナの軸心を回動
中心どしてこのランナの外周に沿って移動１）、ランチ
の回転方向ど逆方向へ回動したときに流入路の断面積を
減少させる弁と、この弁と前記９− ランチ外周どの間に位置するように前記弁に同定され、
この弁を通過した水流の向きを規制するガイドベーンと
を具備するので、この弁とガイドベーンによって、ラン
ノーブレードへの水流の流入角を、ランチの円周方向に
沿って略一定の値に保つことができ、水車の効率を上げ
ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のクロス７０−水車の構成を示す横断面図
、第２図は第１図に示ずランナ２の構成を承り斜視図、
＠３図、第４図（ｌ、１各々この発明の第１実施例、第
２実施例の構成を示す横断面図である。 １．１０・・・・・・クーランプ、１ｈ・・・・・・流
入路、２・・・・・・ランプ、２ａ・・・・・・ランナ
の軸、１１・・・・・・弁、１２ａ〜１２〔１，１３・
・・・・・ガイドベーン。 ＝１０− 第１図 第２図 ／′ Ｃ 第４面 １ａ １占１１ｄ ＼　１ ＼　１ｂ １０　。１１ｏ′ １１　＼ ３ ｂ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 流入路を通つ−Ｃケーシング内に流れ込む水流の滝川を
   、前記流入路の断面積を調整することによ・）で増減し
   、この水流にＪ：って前記ケーシング内のランプを回転
   駆動するクロスフロー水車において、前記ランナの軸心
   を回動中心どしてｉＩＩ記ランナの外周に沿って移動し
   、このランナの回転方向と逆の方向ｌ＼移動したとぎに
   前記流入路の断面積を減少さ１Ｊる弁と、この弁と前記
   ランナ外周との間に位置する。１；うに前記弁に固定さ
   れ、前記弁を通過した水流の向きを規制するガイドベー
   ンとを具備することを特徴どするクロスフロー水車。